Verso un’energia pulita e rinnovabile

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Article Pubblicato 25/09/2017 Ultima modifica 28/09/2017
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L’investimento nell’energia pulita deve andare di pari passo con l’efficienza e il risparmio energetici. Soluzioni innovative possono fondamentalmente cambiare il nostro modo di produrre, immagazzinare, trasportare e consumare energia. La transizione dai combustibili fossili all’energie rinnovabili e pulite potrebbe influire nel breve termine sulle comunità che dipendono dai combustibili fossili: con l’ausilio di politiche mirate e investimenti in nuove competenze professionali, l’energia pulita può offrire nuove opportunità economiche.

©Nikolaos Kalkounos, Picture2050 /EEA

L’energia nella forma in cui viene estratta deve essere quasi sempre trasformata in un carburante adatto per l’uso cui è destinata. Per esempio, l’energia eolica o quella solare devono essere convertite in elettricità prima di poter essere utilizzate. Analogamente, il petrolio greggio estratto dal suolo viene trasformato in benzina e diesel, cherosene, carboturbi, gas di petrolio liquefatto, elettricità, ecc., prima di poter essere impiegato negli aerei, nelle auto e nelle case.

Una parte di questa energia potenziale iniziale si perde nel processo di trasformazione. Anche con il petrolio greggio, che presenta una densità energetica più elevata ([1]) rispetto alla maggior parte dei carburanti convenzionali, solo il 20 % circa di questo potenziale può essere trasformato in elettricità.

Efficienza energetica: è fondamentale evitare le perdite energetiche

Spesso le centrali elettriche impiegano il calore ottenuto dalla combustione di un carburante primario, come ad esempio il carbone, per generare elettricità. Gli aspetti di base di questo processo sono molto simili a quelli dei motori a vapore rudimentali: l’acqua bolle per generare vapore e si espande man mano che diventa gas, facendo girare a sua volta le turbine. Questo movimento meccanico (energia meccanica) si converte quindi in elettricità. Tuttavia, nel corso della trasformazione una parte non trascurabile del combustibile di alimentazione si perde in quanto calore di scarto. Così come avviene per i computer portatili, le auto o molti altri dispositivi elettronici, le centrali elettriche generano calore quando sono in funzione e dispongono di sistemi di raffreddamento per evitare il rischio di surriscaldamento.

Le centrali elettriche o le raffinerie di petrolio hanno bisogno di energia per avviare il processo di trasformazione e per svolgere la loro attività operativa quotidiana. Non sorprende che anche i sistemi di raffreddamento (per esempio le ventole nei computer) richiedano energia per funzionare. Nelle centrali elettriche, i sistemi di raffreddamento possono inoltre rilasciare calore (nella maggior parte dei casi sotto forma di acqua e aria più calda) che torna in natura.

Questo tipo d’inefficienza (costituito dalle perdite di energia o dal calore di scarto) non si verifica solo durante la trasformazione di energia da una forma all’altra; ogni giorno, quando riscaldiamo le nostre case, guidiamo le nostre automobili o cuciniamo, e di fatto quasi ogni volta che consumiamo energia, ne sprechiamo una parte. Per esempio, un’auto a combustibile fossile consuma solo il 20 % circa del proprio carburante per spostarsi, mentre circa il 60 % si perde sotto forma di calore proveniente dal motore. Gli edifici sono responsabili del 40 % del consumo globale di energia e, nel 75% circa dei casi, sono a bassa efficienza energetica ([2]). Per bassa efficienza energetica si intende che sprechiamo una quota non trascurabile delle nostre risorse, denaro compreso, mentre inquiniamo l’ambiente più del necessario. Come si possono evitare questi sprechi? Come possiamo aumentare l’efficienza energetica? Possiamo ottenere di più dalla stessa quantità di energia?

La tecnologia e la politica possono contribuire a ridurre al minimo alcune perdite energetiche. Per esempio, una lampadina ad alta efficienza energetica consuma dal 25 % circa all’80 % di energia in meno rispetto a una lampadina a incandescenza tradizionale e può durare potenzialmente da 3 a 25 volte di più. Alcune centrali elettriche (in un processo noto col nome di cogenerazione o produzione combinata di calore ed elettricità) catturano il calore che andrebbe altrimenti sprecato e lo utilizzano per fornire servizi di teleriscaldamento e teleraffreddamento alle comunità locali. Analogamente, l’ammodernamento di vecchi edifici con l’isolamento moderno può ridurre il consumo di energia e l’importo delle fatture energetiche.

L’immagazzinaggio e il trasporto di energia

In alcuni casi, il calore che normalmente andrebbe perduto si potrebbe impiegare per altri utilizzi. Il calore generato dal corpo umano potrebbe non essere la prima fonte di energia che ci viene in mente, ma anche questo calore può essere raccolto e trasformato in energia utilizzabile. Ogni giorno circa 250 000 pendolari attraversano di fretta la stazione ferroviaria centrale di Stoccolma. Anziché disperdersi, il calore in eccesso viene trattenuto e impiegato per riscaldare l’acqua, che poi serve a sua volta per riscaldare un edificio adibito a uffici dall’altra parte della strada, riducendo le fatture energetiche dell’immobile durante i freddi inverni svedesi.

Approcci innovativi come questo saranno inoltre fondamentali per consentire l’immagazzinaggio e il trasporto energetico nella misura necessaria. I combustibili fossili sono relativamente facili da immagazzinare e trasportare. Una volta estratto, il petrolio può essere impiegato in qualsiasi momento, può essere trasportato nell’ambito delle reti esistenti ed è accessibile grazie a un’infrastruttura vasta e consolidata. Con l’energia rinnovabile non è sempre così ma, con l’innovazione, potrebbe esserlo. Catturando l’energia solare durante i mesi estivi e immagazzinandola sotto forma di acqua calda nei serbatoi sotterranei affinché si possa utilizzare nei mesi invernali, si potrebbe fornire calore a sufficienza per intere comunità. Inoltre, con batterie più efficienti in grado di immagazzinare più energia e una vasta infrastruttura di ricarica, in teoria il trasporto su strada a lungo raggio potrebbe essere completamente elettrico.

Alcune soluzioni per il trasporto elettrico possono andare anche oltre l’uso delle batterie dotate di grandi capacità di stoccaggio energetico. Su alcune vie di trasporto pubblico, a Graz (Austria) e Sofia (Bulgaria) sono già in fase di sperimentazione i bus elettrici, con batterie più leggere che si ricaricano più rapidamente. Dopo 30 secondi di carica, mentre i passeggeri salgono e scendono, questi bus sono pronti per viaggiare per altri 5 chilometri fino alla fermata successiva, attrezzata con una stazione di ricarica.

Ispirare l’innovazione strada facendo

Ci occorre energia abbondante per alimentare le macchine e riscaldare le nostre case, ma questa energia non deve provenire necessariamente dai combustibili fossili. Come possiamo catturare quantità maggiori di energia solare? I pannelli solari contengono celle fotovoltaiche, che trasformano parte delle radiazioni solari in elettricità. Negli ultimi anni, grazie agli sviluppi tecnologici, tali celle possono catturare una maggior quantità di questa energia solare grezza a costi più bassi. Più vasta è la superficie di un pannello, maggiore è l’elettricità che esso produce. L’idea di costellare tutto il paesaggio di pannelli solari potrebbe sollevare preoccupazioni in materia di inquinamento visivo nelle comunità locali o impedire l’uso del suolo per altre finalità. Cosa succederebbe se questi pannelli dovessero diventare una parte invisibile della nostra vita quotidiana?

Un progetto finanziato dai programmi di ricerca dell’UE esplora proprio questa possibilità. L’obiettivo del progetto Fluidglass consiste nel trasformare le finestre in collettori solari invisibili, prevedendo l’inserimento di un sottile strato d’acqua arricchito di nanoparticelle tra gli strati di vetro. Le nanoparticelle catturerebbero l’energia solare, convertendola in elettricità utilizzabile nell’edificio, oltre a filtrare la luce e mantenere piacevole la temperatura ambiente quando fa caldo. Secondo il team di progetto, si potrebbero conseguire risparmi energetici potenziali dell’ordine del 50-70 % per gli edifici ristrutturati e del 30 % per le nuove costruzioni già ideate per consumare meno energia.

Questo progetto di ricerca è solo una delle tante iniziative europee che propongono soluzioni e miglioramenti in materia di energia rinnovabile, efficienza energetica e risparmio energetico. Il potenziale complessivo di queste innovazioni, in termini di crescita economica e di energia pulita illimitata, è enorme e il prossimo passo è agevolarne l’adozione. Autorità pubbliche, investitori, consumatori e diversi operatori attivi nei settori chiave (per esempio in quello delle costruzioni) dovranno svolgere ruoli fondamentali nella diffusione delle suddette innovazioni.

La Banca europea per gli investimenti è uno degli attori che forniscono i finanziamenti necessari. Una delle fonti inutilizzate di energia naturale e pulita è l’energia del moto ondoso che, verosimilmente, può soddisfare almeno il 10 % del fabbisogno energetico globale. Un’azienda finnica sta sviluppando pannelli subacquei per convertire l’energia delle onde oceaniche in elettricità; un pannello installato al largo della costa portoghese può soddisfare il fabbisogno di elettricità di 440 case. Oltre a sostenere molte altre soluzioni di nicchia, la Banca europea per gli investimenti ha concesso prestiti per favorire una più ampia diffusione di questa tecnologia.

Dal carbone all’energia solare: investire in nuove competenze professionali

Lo scarso consenso da parte della comunità locale potrebbe costituire uno degli ostacoli che complicano il percorso verso l’energia pulita. Alcune comunità sono preoccupate per l’inquinamento visivo e per quello acustico; i pannelli solari e le turbine eoliche disseminate nel paesaggio potrebbero essere considerate esteticamente fuori luogo in un idilliaco panorama rurale. Alcuni di questi timori si potrebbero evitare migliorando la pianificazione e coinvolgendo le comunità locali quando si tratta di decidere dove realizzare dei parchi eolici. Una sfida ancora più importante, tuttavia, è quella costituita dai posti di lavoro, dal reddito e dal miglioramento della qualità della vita offerti da guadagni costanti. L’abbandono di un settore (come quello della produzione di carbone) senza la creazione di nuove opportunità economiche può causare l’aumento del tasso locale di disoccupazione. È comprensibile e molto probabile che una città che dipende dalla produzione di carbone si mostri prudente quando adotta cambiamenti fondamentali per l’economia locale. Tuttavia, nonostante l’importanza del compito, questo tipo di trasformazione economica è possibile e alcuni "pionieri" stanno fungendo da apripista.

Dopo la scoperta del carbone nella regione tedesca della Ruhr nel 1840, Gelsenkirchen è divenuta una delle città minerarie più importanti d’Europa e per più di 100 anni è stata condizionata dalla produzione di carbone e, in seguito, dalla raffinazione del petrolio. Oggi non ci sono più minatori a Gelsenkirchen, ma la città punta ancora sull’energia. Per far fronte a una grave disoccupazione pluridecennale e all’abbandono progressivo della produzione del carbone, essa ha adottato e sostenuto attivamente l’innovazione nell’ambito delle tecnologie pulite e aspira a diventare il centro della tecnologia solare in Germania, con una forza lavoro altamente qualificata, oltre ad essere un polo di attrazione non solo per altre industrie dell’energia pulita, ma anche per il settore finanziario e quello dei servizi. Un tempo legati ai combustibili fossili, ora i membri della comunità locale sono divenuti consumatori e sostenitori appassionati dell’energia pulita.

Non è facile trasferire la forza lavoro da un settore ad altri: ogni lavoro richiede un insieme specifico di competenze e conoscenze; acquisire nuove competenze richiede tempo e, quasi sempre, risorse finanziarie. L’offerta di opportunità di formazione ai soggetti interessati può contribuire a ridurre i costi sociali che caratterizzano questo tipo di transizione socio-economica e, analogamente, ridurre la dipendenza economica da un solo settore incoraggiando una vasta gamma di attività può favorire la crescita dell’economia locale. Affinché questi cambiamenti si rivelino efficaci, è necessario attuarli tempestivamente e seguirli per un certo periodo di tempo. Per esempio, il tasso di assunzione deve essere ridotto gradualmente per evitare gravi traumi alle comunità dipendenti dal carbone, mentre il sistema di istruzione (in particolare la formazione professionale) deve essere plasmato in modo da guidare i nuovi candidati ai posti di lavoro verso i nuovi settori, allontanandoli da quello minerario.

 

In primo piano: politiche UE per l’energia pulita

Il risparmio energetico e l’efficienza energetica sono elementi chiave delle politiche dell’Unione europea in materia di energia e di clima. Poiché la combustione dei combustibili fossili e i cambiamenti climatici sono strettamente correlati, qualsiasi diminuzione del consumo globale di combustibili fossili avrà l’effetto di ridurre le emissioni di gas a effetto serra, contribuendo agli obiettivi climatici dell’UE. Nel novembre 2016, la Commissione europea ha proposto un ampio pacchetto legislativo in materia di energia pulita, che ha non solo la finalità di accelerare il passaggio dell’UE verso l’energia pulita, ma anche quella di creare posti di lavoro promuovendo i settori economici che contribuiscono alla transizione energetica europea.

Tale pacchetto mette l’efficienza energetica al primo posto e propone un obiettivo vincolante del 30 % a livello UE entro il 2030, oltre a delineare traguardi relativi alle rinnovabili e conferire maggiori poteri ai consumatori. Più precisamente, entro il 2030 metà dell’elettricità europea dovrà provenire da fonti rinnovabili e, entro il 2050, la produzione di elettricità dovrà essere totalmentecarbon-free. Analogamente, i consumatori dovranno disporre di un maggior controllo sulle loro scelte energetiche e di maggiori informazioni riguardanti il consumo e i costi.

L’UE sostiene la transizione verso l’energia pulita con vari strumenti e politiche. L’Unione dell’energia è una delle dieci priorità politiche attuali della Commissione europea, che a loro volta sono parimenti promosse da altre politiche generali, tra cui quelle in materia di economia circolare, l’agenda per le competenze e l’innovazione. Questo impegno politico è finanziato da fondi UE, compresi stanziamenti nell’ambito del Fondo europeo per gli investimenti strategici, del Fondo europeo di sviluppo regionale e del Fondo di coesione.

Misure sul campo

È stata inoltre attuata un insieme di misure per trasformare in realtà gli obiettivi politici dell’UE appoggiando la ricerca, gli investimenti e la diffusione dell’energia pulita. Alcune di queste misure, come la direttiva UE sul rendimento energetico nell’edilizia o la strategia UE sulla mobilità a basse emissioni, riguardano settori chiave. L’UE ha inoltre adottato misure volte al conseguimento di obiettivi fondamentali come l’efficienza energetica e l’agevolazione degli investimenti e della ricerca, tra cui la direttiva sull’efficienza energetica e l’iniziativa "Finanziamenti intelligenti per edifici intelligenti".

Queste politiche e questi sforzi pagano: per esempio, secondo le stime i quadri legislativi sulla progettazione ecocompatibile e sull’etichettatura energetica permetteranno di risparmiare 175 Mtep all’anno di energia primaria entro il 2020, un dato superiore al consumo annuo di energia primaria in Italia. In altre parole, grazie a questi due soli quadri legislativi dell’UE, gli europei dovrebbero risparmiare quasi 500 EUR per famiglia all’anno sulle rispettive fatture energetiche. Oltre a creare entrate e posti di lavoro supplementari, tali quadri contribuiscono anche alla sicurezza energetica riducendo le importazioni di energia per l’equivalente annuo di 1 300 milioni di barili di petrolio, il che significa evitare 320 milioni di tonnellate di emissioni di anidride carbonica ogni anno, fornendo un contributo significativo al conseguimento degli obiettivi climatici dell’UE.

Un’etichettatura più chiara sugli apparecchi domestici per quanto riguarda l’efficienza energetica rappresenta però solo un piccolo aspetto della questione. Questi quadri legislativi fanno parte dei più ampi obiettivi dell’UE sull’economia circolare, finalizzati a un utilizzo più efficiente di tutte le risorse in tutta l’economia europea. Le nostre modalità di progettazione dei prodotti, le città e gli edifici devono favorire la riduzione delle risorse utilizzate, tra cui l’energia, per ottenere risultati e vantaggi uguali o maggiori. La progettazione ecocompatibile dovrebbe agevolare lo smontaggio dei prodotti per consentire il riutilizzo di vari componenti. In tale contesto, infatti, l’Europa risparmierebbe energia tra le risorse impiegate, poiché la sua economia sta diventando sempre più efficiente nell’utilizzo delle risorse. Per esempio, risparmiando l’acqua e impiegandola in modo più efficiente, l’Europa risparmierebbe anche l’energia consumata per estrarla, trasportarla, trattarla, ecc. Secondo uno studio della Commissione europea, l’Europa potrebbe risparmiare energia pari al 2 % - 5 % del proprio consumo di energia primaria semplicemente attraverso un utilizzo più efficiente delle risorse idriche.

 


([1])            La densità energetica è la quantità di energia per ogni unità di volume.

([2])            Stime della valutazione d’impatto per la modifica della direttiva sul rendimento energetico nell’edilizia.

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